深圳市潤錦科技發(fā)展有限公司——專業(yè)的一站式電鍍原材料供應平臺 

電鍍過程是金屬與電解液接觸界面上發(fā)生的電化學過程。顯然，要保證電鍍產(chǎn)品質(zhì)量，在現(xiàn)場生產(chǎn)中必須嚴格保證電解液與鍍件表面始終保持良好的接觸，如果它們之間接觸不良，電化學反應就無法進行。由于鍍前處理的工藝方法或維護操作不當，附著在金屬鍍件表面的油污、銹和氧化皮等，阻礙著電解液與鍍件的直接接觸。它們夾在鍍層間，會造成產(chǎn)品質(zhì)量不好，所以，金屬鍍件表面的潔凈程度以及表面狀態(tài)好壞是獲得優(yōu)質(zhì)鍍層的首要條件。長期以來，生產(chǎn)中發(fā)生質(zhì)量事故往往大多數(shù)并非電鍍工藝本身有問題，而多半是由于鍍前處理不當所致。因此，鍍層的平整程度、結(jié)合力、抗腐蝕能力等性能的好壞與鍍前處理密切相關。

在實際生產(chǎn)中如何提高和掌握好鍍前處理技術，有以下幾個應用技術問題，值得我們認真研究和探討。

獲得優(yōu)質(zhì)電鍍層的首要條件是切實保證鍍前處理的質(zhì)量，而制品鍍前處理的關鍵又決定于鍍前處理的方法是否適當，鍍前處理的工序安排是否合理，各工序的工藝規(guī)范和維護是否正確。由于金屬材料制品表面狀態(tài)形狀尺寸，以及各種產(chǎn)品對電鍍加工要求不同，應結(jié)合實際制定不同工藝流程與要求，一般可參考以下原則：

①若制品本身通過機械加工，打磨后黏附大量的油污，而且銹蝕嚴重，則強浸蝕之前必須認真除油。直接進行強浸蝕或使用除油除銹一步法是不合適的，鍍件既浸蝕不好，還可能造成局部過腐蝕。

②金屬鍍件除油之后，必須充分清洗，一般宜在80℃左右熱水中洗滌，有利于清洗堿液、乳濁液、肥皂，特別是水玻璃(硅酸鈉)熱水清洗后再用冷水沖洗，否則，水玻璃、肥皂等帶入浸蝕液中，將會產(chǎn)生固態(tài)硅酸膠和脂肪酸，妨礙浸蝕過程進行。

③金屬鍍件經(jīng)強浸蝕后必須清洗，但不允許用熱水洗滌，以免金屬制品表面腐蝕。若制品黏有礦物油或黏有磨光膏與拋光膏，最好用有機溶劑除油，然后干燥，進行化學或電化學除油。嚴防將有機溶劑帶入后工序。

④經(jīng)過以上處理后，在電鍍之前最好對要求結(jié)合力高的鍍件再進行一次電解除油，時間不宜過長，1～2min，再清洗干凈即轉(zhuǎn)入弱浸蝕，0.5～1min后進入電鍍。

⑤弱浸蝕(浸酸活化)是鍍前處理的最后一道工序，盡量不再用冷水清洗，若能不經(jīng)清洗即進入電鍍，更有利于鍍層的結(jié)合力。

⑥絕對不允許把酸性物帶入有氰化物溶液中，否則將產(chǎn)生劇毒的氫氰酸。

⑦鍍前處理一般可分為兩個階段：初級階段和最后階段鍍前處理。如浸漬除油(化學除油)、電化學除油、滾筒除油，除氧化皮方法有機械處理(磨、拋光、滾筒除膜、噴砂等)。酸洗，經(jīng)過初級鍍前處理的鍍件基本上無大量油污和氧化皮(應說明初級與最后鍍前處理并無明確界限)。因此，在最后鍍前處理中，往往有重復初級鍍前處理的過程，其差別僅在于鍍件表面清潔程度不同。

⑧要保證鍍前處理質(zhì)量，還必須形成最佳的工作條件，只有這樣才能充分發(fā)揮作用，而且為了延長槽液使用壽命，需要經(jīng)常對鍍前處理的各種槽液進行檢驗及時采取工藝措施，改善槽液的工作條件。

2.怎樣掌握和管理除油工序

如何在生產(chǎn)中應用除油工序呢?

通常采用堿性除油。其除油液組成和工藝條件是根據(jù)油污狀態(tài)和金屬材料的種類進行選擇的。當表面黏有大量油脂即油層很厚，有滑膩和黏性感時，只用堿除油是不能輕易除凈的，必須先用其他方法如刷擦溶劑除油預處理后，再堿性除油，堿性除油液是強堿性的。它與有的金屬反應會發(fā)生明顯的腐蝕。因此，對鋁鋅這類鍍件除油時應盡量在低溫、低堿條件下進行，鋼鐵件用較高的堿度處理，一般來說是可以的，但處理有色金屬件時，除油液的pH應調(diào)到適當?shù)姆秶?。如鋁、鋅及其合金等應控制pH在11以下，除油時間這類產(chǎn)品不宜超過3min。

一般鋼鐵件可采用聯(lián)合除油，如先陰極除油3～5min，再陽極除油1～2min，或先陽極除油3～5min，再陰極除油1～2min，這可以采用兩次除油或采用帶有換向裝置的電源實現(xiàn)。而高強度鋼、彈簧鋼及薄的零件，為了防止氫脆，只是陽極除油數(shù)分鐘。但銅及銅合金等有色金屬零件，不可采用陽極除油，只能陰極除油1～2min。

在除油溶液的配制和維護方面?；瘜W除油和電解除油溶液的配制比較簡單。先用槽體積的2/3水把除了表面活性劑以外的其他材料溶解，同時進行攪拌(防止藥品結(jié)塊)，由于這些藥品材料溶解時放熱，無需加溫，表面活性劑要另外用熱水溶解后再加入，如果一次溶解不了，可倒出上面清液再加水溶解，加至規(guī)定體積攪勻即可使用。

對除油液管理應注意：

②使用鐵板不應含過多的重金屬雜質(zhì)，以防帶入鍍層，電流密度保持在5～10A/dm2，其選擇應以能確保析出足量氣泡。這樣既保證了油珠機械撕離電極表面，又能攪拌溶液。當表面油污一定時，電流密度愈大，除油速度愈快。

③應及時清除槽內(nèi)漂浮的油污。

④定期清理槽內(nèi)泥渣污物，及時更換槽液。

⑤電解液中盡量選用低泡表面活性劑，不然帶入電鍍槽中將會影響質(zhì)量。

3.怎樣掌握和管理酸浸蝕(酸洗)工序

通常，去除鋼鐵件氧化皮，酸浸蝕主要使用硫酸和鹽酸，方法簡單，但實際生產(chǎn)中若不加注意，便很難達到預期目的。

硫酸的浸蝕工藝條件選擇標準，通常是憑經(jīng)驗以酸洗后工件外觀來識別，這畢竟不能定量控制。實踐證明，硫酸酸洗時在40℃時去除氧化皮作用要比20℃時大得多，但溫度進一步提高，其剝離效果并非成比例提高。同時，在濃度低于20%的硫酸中，隨著濃度的增高，酸浸蝕速度加快，但濃度超過20%的酸浸蝕速度反而降低。為此，我們認為10%～20%硫酸濃度和60℃以下浸蝕的標準工藝條件較為適宜。還應注意的是硫酸溶液的老化程度，一般酸洗液中含鐵量超過80g/L，硫酸亞鐵量超過2.5g/L時，硫酸液即不可再用。此時，應將溶液冷卻，使過量的硫酸亞鐵結(jié)晶析出除去，再添加新酸到工藝要求止。

鹽酸的酸浸蝕工藝條件選擇標準，濃度一般宜控制在10%～20%，室溫條件下進行。與硫酸相比，在濃度、溫度相同條件下，鹽酸浸蝕速度要比硫酸快1.5～2倍。

酸浸蝕時究竟選用硫酸還是鹽酸為好，這要視實際生產(chǎn)的具體情況而定，如在黑色金屬強浸蝕時常用硫酸或鹽酸，或者用二者按一定比例混合的“混合酸”。但是，選用什么樣的酸進行化學強浸蝕，要根據(jù)鋼鐵件表面氧化物的組成和結(jié)構(gòu)而定。同時，既要浸蝕的速度快，又要生產(chǎn)的成本低，且盡可能不使金屬制品發(fā)生尺寸變形及滲氫，但必須了解在鹽酸中氧化皮的除去，主要是靠鹽酸對它們的化學溶解作用，而氫氣的機械剝離作用比在硫酸中要小得多，所以，單獨用鹽酸時比單獨用硫酸時酸的耗量要大一些。當鍍件表面的銹和氧化皮含高價鐵的氧化物多時，可以采用混合酸浸蝕，這樣，既發(fā)揮了氫對氧化皮的撕裂作用，又加速了對其氧化物的化學溶解作用。但金屬表面若只帶有疏松的銹蝕產(chǎn)物(主要是Fe2O3)，可單獨用鹽酸來浸蝕，因為其浸蝕速度快，基體溶解少，滲氫也小些。但當金屬表面為緊密的氧化皮時，單獨用鹽酸耗量多，成本高，同時對氧化皮的剝離作用比硫酸差，不如用硫酸好。

電解浸蝕(電解酸，電化學浸蝕)無論是陰極電解還是陽極電解PR電解法(周期性改變工件正負極電解法)，都可在5%～20%硫酸溶液中進行。電解浸蝕與化學浸蝕相比較，更易迅速除去黏結(jié)牢固的氧化皮，對基體金屬腐蝕小，操作管理容易，適合于電鍍自動線。PR電解法在日本廣泛用于去除不銹鋼氧化皮。

國內(nèi)陰、陽極電解酸洗，結(jié)合電解除油，用于鍍前處理者不少。黑色金屬陽極電解酸，適于處理大量氧化皮和銹的金屬零件，多半可在室溫下進行，升高溫度可提高酸浸蝕速度，但不如化學酸浸蝕那么大，電流密度提高，酸浸蝕速度增快，但過高時基體金屬即會鈍化。這時基體金屬的化學與電化學溶解基本消失，只剩下氧氣對氧化皮剝離作用。因而浸蝕速度增加很少，這一點必須善于掌握其特點，通常采用5～10A/dm2電流密度為宜。陽極酸浸蝕可采用鄰二甲苯硫脲或磺化木工膠為緩蝕劑，其用量為3～5g/L;黑色金屬陰極電解酸可用硫酸溶液，也可用硫酸及鹽酸各約5%的混合酸，再加適量的氯化鈉，因為它沒有明顯的金屬基體(鐵)的化學和電化學溶解過程，所以適當加入含Cl-的化合物，可以幫助零件表面氧化皮的疏松，并可加速浸蝕速度，同時可用甲醛或烏洛托品為緩蝕劑。

總之，硫酸廣泛用于鋼、銅和黃銅的酸浸蝕。除以上所述外，硫酸與鉻酸及重鉻酸鹽一起，用于鋁去氧化和去掛灰劑。它與氫氟酸或硝酸或與二者一起，用于去除不銹鋼氧化皮。鹽酸的優(yōu)點在于室溫下能有效地酸洗許多金屬，其缺點之一是必須注意防治HCl蒸汽酸霧污染。

除此之外，還有硝酸、磷酸也常用于手工鍍前處理。硝酸是許多光亮浸蝕劑的一種重要組成。它與氫氟酸混合應用于鋁、不銹鋼、鎳基和鐵基合金，鈦、鋯及某些鈷基合金上的熱處理氧化皮的去除。磷酸用于鋼件除銹，還可用于不銹鋼、鋁、黃銅及銅的特種槽液中。磷酸—硝酸—醋酸混合酸用于鋁件光亮陽極化的前處理，氟硼酸已證明是可用于鉛基合金或帶錫焊的銅或黃銅零件最有效的酸洗液。有報告指出：

去除金屬氧化皮和氧化物消耗世界上硫酸產(chǎn)量的5%、鹽酸的25%與絕大部分氫氟酸和大量硝酸、磷酸。因此，正確地掌握好這些酸用于酸浸蝕，顯然是鍍前處理應用技術中的重要課題，但會用不難，用好、省用又降耗并非易事。

4.除油、浸蝕新工藝的發(fā)展與應用

前面介紹的除油、浸蝕工藝都是目前我國城鄉(xiāng)電鍍廠家普遍采用的鍍前處理工藝，這些工藝無疑都是行之有效的。因此，從應用技術上進一步研究和提高很有現(xiàn)實意義。但從發(fā)展的觀點來看，必須認識到這些工藝目前還存在一些亟待改進的缺點：

①化學或電解除油，浸蝕都需要消耗大量的電能和熱能。這對于能源供需矛盾越來越突出的我國，節(jié)能是當前企業(yè)改革急需解決的問題。有測算證明一條中等規(guī)模的裝飾性鎳鉻電鍍直線自動線，僅電化學除油耗電能，占整個線總耗電量的20%左右。另外，用于化學和電解除油的升溫和保溫(蒸汽加熱)耗熱能量占整個線總熱能量的40%～80%;

②影響除油、浸蝕的因素多，尤其對幾何形狀復雜的鍍件的適用性比較差;

③增加供電設備、加熱管、鍋爐耗煤量和抽風設備等，加之前處理槽位多，占地面積大，耗能耗費大，維護困難，稍有管理不善，堿霧、酸霧等便會污染環(huán)境，影響質(zhì)量。

近年來，隨著我國經(jīng)濟改革、節(jié)能科學與電鍍技術的發(fā)展，市場上不斷涌現(xiàn)不少能代替汽油清洗的金屬清洗劑，以及各種節(jié)能的除油、除銹清洗劑和緩蝕、抑霧的添加劑。這些新產(chǎn)品與除油、除銹一步法新工藝的涌現(xiàn)，很快在應用中顯示了其生命力。它們共同的特點是低溫或常溫，靜態(tài)節(jié)能效果好，安全無毒。目前，國內(nèi)許多廠家也都在不斷引進探索有關除油

除銹等用于前處理的先進工藝和清洗劑，顯然這都是可喜的發(fā)展趨勢。

5.清洗的作用和應用技術研究

經(jīng)過除油與浸蝕后，鍍件上所附有的殘留溶液和殘鹽，必須徹底沖洗或結(jié)合中和除膜等措施不斷反復地對金屬表面進行清洗，降低表面張力，減少拖帶損失，以便把施工中電鍍故障消除在鍍前處理之中。但用水清洗工件，看來簡單，實非易事。要把清洗工作做到科學合理，并能與除油、浸蝕中和等工序密切配合，達到既可提高電鍍質(zhì)量，又能因而節(jié)水節(jié)能降耗，這里面有許多應用技術問題值得研究。

隨著電鍍生產(chǎn)不斷發(fā)展，如何通過清洗方法的改進，來減少槽液攜帶，強化沖洗的實效，這是保證鍍層的防腐和裝飾性能的重要環(huán)節(jié)。同時還必須注意在保證滿足工件清洗干凈的同時，盡可能地減少清洗水用量。不同的清洗方法有不同的清洗效果。如逆流漂洗用水量比其他清洗方法要少得多，有利于廢水的處理和回收水的利用。因此，目前逆流漂洗在電鍍生產(chǎn)中不斷推廣。但應用中應注意：

①多級逆流漂洗在應用中的特點。電鍍生產(chǎn)中最早使用的清洗方法是單槽清洗，采用多級分段清洗，比單槽清洗可節(jié)約大量用水，但槽子數(shù)量增多，占地面積大，操作復雜，多級逆流漂洗改進了前者之不足，它比單槽清洗節(jié)約水95%以上。一般采用三槽(級)，由于三級逆流清洗用水量少，便于實現(xiàn)循環(huán)和重復用水的設想，少排和不排廢水，以達到“閉路循環(huán)”的目的，有利于電解液回收和環(huán)境保護。

②多級逆流漂洗生產(chǎn)流程。通常是采用三級清洗。為了克服因用水量少，引起槽內(nèi)濃度不勻，造成清洗效果差，一般采用無油壓縮空氣或超聲波裝置等來克服。清洗采用聯(lián)槽，在設計上一般采用連續(xù)供水流動清洗。清洗槽進出口位置要注意從下部進水、上部出水為宜，這樣可起到一定的攪拌作用。至于槽的大小，在滿足單位最大電鍍件和掛具能順利操作的同時，注意保持水面有較高的流速和清洗水的更新。此外，聯(lián)槽的槽與槽之間都應增加一塊障板，以防止清洗時由于水位上漲而水溢入鄰近他槽而影響清洗質(zhì)量。

清洗水中的溶解物質(zhì)和雜質(zhì)的允許范圍，雖然在國內(nèi)尚無統(tǒng)一標準，但對劇毒的氰根和六價鉻，則應按有關工藝廢水標準嚴格控制。因此，對兩道工序間的清洗，必須注意以不影響下道工序的質(zhì)量為前提。對鍍鉻前浸鹽酸或浸硫酸后的清洗，必須防止過量的Cl-和SO2-4存在而帶入鉻槽。因而，應嚴格控制在低含量限度以內(nèi)，對堿洗后進入酸浸蝕前的清洗其含量限度較寬，可在1～3g/L之間。由此可知，在電鍍工藝流程中清洗是不可缺少的步驟，而目前的問題是必須重視在這方面的管理改進和提高?？傊岣吆透倪M鍍前處理工藝和管理，是當前電鍍改革中具有戰(zhàn)略意義的工作。只有不斷提高鍍前處理工藝和科學管理質(zhì)量，使那些本來可以在鍍前處理中排除的故障不至帶到電鍍過程中，而造成大量廢品。顯然，這是確保電鍍質(zhì)量的緊迫課題。